JPH0637399A - Optical information processor - Google Patents
Optical information processorInfo
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- JPH0637399A JPH0637399A JP18913992A JP18913992A JPH0637399A JP H0637399 A JPH0637399 A JP H0637399A JP 18913992 A JP18913992 A JP 18913992A JP 18913992 A JP18913992 A JP 18913992A JP H0637399 A JPH0637399 A JP H0637399A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、コヒ−レント光を利用
する光情報処理分野、あるいは光応用計測制御分野に使
用する光情報処理装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information processing apparatus used in the field of optical information processing using coherent light or in the field of optical application measurement control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６に半導体レーザを用いて構成した光
情報処理装置の構成図を示す。この光情報処理装置は光
ディスクに情報を記録、再生するものである。以下830n
mの波長の光に対する記録および再生について図を用い
て詳しく述べる。半導体レーザ２１より出射された光Ｐ
１はレンズ４０、ビームスプリッター４１を通過した
後、レンズ４２により媒体である光ディスク４３に照射
される。半導体レーザの出力30mWにて媒体に記録が行わ
れる。また、出力2mWにて読み取りが行われる。このと
きは、書き込みと同じ光路を通って媒体に照射された
後、反射光は逆にレンズ４２によりコリメートされビー
ムスプリッター４１で反射され、レンズ４４で集光後、
Ｓｉによるディテクタ４４で信号が読み取られる。レン
ズ４２の開口数（ＮＡ）は０．６であり集光スポットサ
イズは１．１μｍであった。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a block diagram of an optical information processing apparatus constructed by using a semiconductor laser. This optical information processing device records and reproduces information on an optical disc. 830n or less
Recording and reproduction with respect to light having a wavelength of m will be described in detail with reference to the drawings. Light P emitted from the semiconductor laser 21
After passing through the lens 40 and the beam splitter 41, the beam No. 1 is irradiated onto the optical disc 43 as a medium by the lens 42. Recording is performed on the medium with the output of the semiconductor laser of 30 mW. Also, reading is performed at an output of 2 mW. At this time, after irradiating the medium through the same optical path as the writing, the reflected light is inversely collimated by the lens 42, reflected by the beam splitter 41, and condensed by the lens 44.
The signal is read by the detector 44 made of Si. The numerical aperture (NA) of the lens 42 was 0.6, and the focused spot size was 1.1 μm.
【０００３】これに対して、通常のレンズの代わりにフ
レネルレンズを使う構成がある。図７にフレネルレンズ
による集光を示す。フレネルレンズ３４は回折を利用し
たもので、図７のようにブレーズ化することで効率を１
００％近くにすることができる。パターンが形成された
膜の厚みは１．７μｍと薄くできる。On the other hand, there is a configuration in which a Fresnel lens is used instead of a normal lens. FIG. 7 shows light collection by the Fresnel lens. The Fresnel lens 34 uses diffraction, and efficiency can be reduced to 1 by blazing as shown in FIG.
It can be close to 00%. The thickness of the patterned film can be reduced to 1.7 μm.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のような光情報処
理装置を用いた構成では、半導体レーザが読み取りと書
き込みで出力が異なり、駆動する電流の違いによる波長
変動を生じていた。また、半導体レーザの個体差が大き
く、±10nm程度の波長ばらつきが生じていた。そのた
め、フレネルレンズでの集光の際、焦点位置に変化が生
じるという問題を有していた。これについて説明する。
半導体レーザは波長830nmであるが、レーザの波長が5ｎ
ｍずれただけで焦点位置は２μｍ変化し、収差を生じて
いた。In the configuration using the optical information processing apparatus as described above, the semiconductor laser has different outputs for reading and writing, and wavelength variation occurs due to the difference in driving current. In addition, the individual difference of the semiconductor laser was large, and the wavelength variation of about ± 10 nm occurred. Therefore, there is a problem that the focal position changes when the light is condensed by the Fresnel lens. This will be described.
The semiconductor laser has a wavelength of 830 nm, but the laser wavelength is 5n.
The focus position changed by 2 μm just by shifting the distance by m, which caused aberration.
【０００５】そこで本発明は、電流変化、個体差に左右
されないだけでなく、環境温度が変わっても安定した発
振波長が得られるコンパクトなレーザ光源およびフレネ
ルレンズを用いて、光学部品の小型、軽量化および複合
化を図ることを目的とする。In view of this, the present invention uses a compact laser light source and Fresnel lens that are not affected by current changes and individual differences, and that can obtain a stable oscillation wavelength even when the environmental temperature changes, thus making optical components small and lightweight. The purpose is to achieve complexization and compounding.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため光情報処理装置に新たな工夫を加えること
により小型、軽量で安価な構成を成し得るものである。
つまり、本発明の光情報処理装置は半導体レーザと、光
導波路およびグレーティングが形成された基板と、フレ
ネルレンズとを有し、前記光導波路中に前記半導体レー
ザからの光が入射し、光の一部が前記グレーティングに
より半導体レーザに帰還され、なおかつ光導波路から出
射された光がフレネルレンズを通過した後、媒体に照射
される構成を用いるものである。According to the present invention, a new device is added to an optical information processing device to solve the above problems, and a small size, light weight and inexpensive structure can be realized.
That is, the optical information processing device of the present invention has a semiconductor laser, a substrate on which an optical waveguide and a grating are formed, and a Fresnel lens, and the light from the semiconductor laser is incident on the optical waveguide, The part is returned to the semiconductor laser by the grating, and the light emitted from the optical waveguide passes through the Fresnel lens and then is irradiated onto the medium.
【０００７】さらに、本発明の光情報処理装置は、半導
体レーザと、光導波路およびグレーティングおよび光変
調部が形成された基板と、フレネルレンズと、ビームス
プリッターを有し、前記光導波路中に前記半導体レーザ
からの光が入射し、光の一部が前記グレーティングによ
り半導体レーザに帰還され、なおかつ光導波路から出射
された光がレンズおよびビームスプリッターを通過した
後、媒体に照射される構成となるという手段を有するも
のである。Further, the optical information processing apparatus of the present invention has a semiconductor laser, a substrate on which an optical waveguide, a grating and an optical modulator are formed, a Fresnel lens and a beam splitter, and the semiconductor is provided in the optical waveguide. Light from a laser is incident, part of the light is returned to the semiconductor laser by the grating, and the light emitted from the optical waveguide passes through the lens and the beam splitter, and then is irradiated onto the medium. Is to have.
【０００８】[0008]
【作用】本発明の光情報処理装置として、小型、軽量、
低コスト化が可能なフレネルレンズを用い、色収差を防
ぐために発振波長一定のレーザ光源を用いる。光導波路
上に形成されたグレーティングからの帰還により、半導
体レーザの波長は温度および電流が変化しても常に一定
の発振波長が得られる。また、発振波長の個体差もな
く、すべてのレーザ光源で同一の波長が得られる。これ
を詳しく説明する。半導体レーザの駆動電流が変化する
と半導体レーザの材料の屈折率が変化し、これに伴って
発振波長が変化しようとするが、グレーティングからの
帰還波長が一定のためその波長で発振を行う。つまり発
振波長λは、グレーティングの周期Λ、光導波路の屈折
率Ｎとすると、λ＝２ＮΛとなる。ここで周期Λおよび
屈折率Ｎは一定であるため発振波長λも一定となる。そ
のため、読み取りと書き込みで電流が変化してもフレネ
ルレンズの焦点位置に変化はなく、収差が生じない。ま
た、切り替えに対して遅れがない。The optical information processing device of the present invention is small, lightweight,
A Fresnel lens that can reduce costs is used, and a laser light source with a constant oscillation wavelength is used to prevent chromatic aberration. Due to the feedback from the grating formed on the optical waveguide, the wavelength of the semiconductor laser can always obtain a constant oscillation wavelength even if the temperature and the current change. Further, there is no individual difference in oscillation wavelength, and the same wavelength can be obtained with all laser light sources. This will be described in detail. When the driving current of the semiconductor laser changes, the refractive index of the material of the semiconductor laser changes, and the oscillation wavelength tends to change accordingly. However, since the feedback wavelength from the grating is constant, oscillation occurs at that wavelength. That is, assuming that the oscillation wavelength λ is the grating period Λ and the refractive index N of the optical waveguide, λ = 2NΛ. Here, since the period Λ and the refractive index N are constant, the oscillation wavelength λ is also constant. Therefore, even if the current changes between reading and writing, the focal position of the Fresnel lens does not change, and aberration does not occur. Also, there is no delay in switching.
【０００９】[0009]
【実施例】本発明の光情報処理装置の実施例について説
明する。光情報処理装置の構成を図１に示す。本実施例
ではLiTaO3を基板として用いた。半導体レーザ２１より
出射された光Ｐ１は基板２２に形成されている光導波路
２に入射する。入射した光Ｐ１は光導波路２中を最低次
モードであるＴＭ00モードで伝搬し、グレーティングに
より半導体レーザに一部帰還される。これにより、波長
安定化されたレーザ光Ｐ１は光導波路２より放射され、
レーザビームとして使用される。このビームはフレネル
レンズ３５により平行化された後、ビームスプリッター
４１を通過し、フレネルレンズ３６により、記録のため
の媒体である光ディスク４３に照射される。反射光は逆
にフレネルレンズ３６によりコリメートされビームスプ
リッター４１で反射され、フレネルレンズ３７で集光
後、Ｓｉによるディテクタ４５で信号が読み取られる。
フレネルレンズの材料はＳＦ８（屈折率1.68）であり、
開口数（ＮＡ）は０．６である。また、集光スポットサ
イズは１．１μｍであった。ビームは安定であり、これ
により高密度光情報処理装置が実現できた。また、レー
ザ光源のサイズは4mm角内のコンパクトなものとなって
いる。さらに、光ディスク面上からの戻り光に対して
も、波長の変動はなく相対雑音強度（ＲＩＮ）も-140dB
/Hzと良好であった。Embodiments of the optical information processing apparatus of the present invention will be described. The configuration of the optical information processing device is shown in FIG. In this example, LiTaO 3 was used as the substrate. The light P1 emitted from the semiconductor laser 21 enters the optical waveguide 2 formed on the substrate 22. The incident light P1 propagates in the optical waveguide 2 in the TM 00 mode, which is the lowest order mode, and is partially returned to the semiconductor laser by the grating. As a result, the wavelength-stabilized laser light P1 is radiated from the optical waveguide 2,
Used as a laser beam. This beam is collimated by the Fresnel lens 35, passes through the beam splitter 41, and is irradiated by the Fresnel lens 36 onto the optical disk 43 which is a recording medium. On the contrary, the reflected light is collimated by the Fresnel lens 36, reflected by the beam splitter 41, condensed by the Fresnel lens 37, and the signal is read by the detector 45 made of Si.
The material of the Fresnel lens is SF8 (refractive index 1.68),
The numerical aperture (NA) is 0.6. Further, the focused spot size was 1.1 μm. The beam is stable, which makes it possible to realize a high-density optical information processing device. Also, the size of the laser light source is compact within 4 mm square. Furthermore, there is no fluctuation in the wavelength of the returned light from the optical disk surface, and the relative noise intensity (RIN) is -140 dB.
/ Hz was good.
【００１０】次にフレネルレンズの作製方法について説
明する。原盤としてガラス上に塗布されたレジストに電
子ビーム露光装置を用いて描画を行いパターンを作製
後、ドライエッチングによりガラスに転写を行う。この
ようにして作製された原盤からレプリカを取り大量に生
産する。そのため大幅な低コスト化が図れる。Next, a method of manufacturing the Fresnel lens will be described. As a master, a resist applied on glass is drawn by using an electron beam exposure device to form a pattern, and then transferred to glass by dry etching. A large number of replicas are taken from the master thus produced, and are mass-produced. Therefore, the cost can be significantly reduced.
【００１１】ここで用いたレーザ光源の構成を図を用い
て説明する。図２にレーザ光源の構成図を示す。レーザ
光源は基本的にはＳｉサブマウント２０と半導体レーザ
２１と光導波路が形成された基板２２により構成され
る。また、基板２２の光導波路２上にはTa2O5によるグ
レーティング３が形成されている。Ｓｉマウント２０に
固定された半導体レーザ２１から出射された光Ｐ１は直
接光導波路２に導入される。これは、半導体レーザ２１
の活性層と光導波路２の位置が、Ｓｉサブマウントに対
し、同じ高さに調整されているためである。The structure of the laser light source used here will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a configuration diagram of the laser light source. The laser light source is basically composed of a Si submount 20, a semiconductor laser 21, and a substrate 22 on which an optical waveguide is formed. A grating 3 made of Ta 2 O 5 is formed on the optical waveguide 2 of the substrate 22. The light P1 emitted from the semiconductor laser 21 fixed to the Si mount 20 is directly introduced into the optical waveguide 2. This is a semiconductor laser 21
This is because the positions of the active layer and the optical waveguide 2 are adjusted to the same height with respect to the Si submount.
【００１２】光導波路２に入った光Ｐ１はグレーティン
グにより一部が反射され半導体レーザに帰還される。そ
のため半導体レーザはグレーティングの周期と基板の屈
折率で決まる波長に固定され発振する。The light P1 entering the optical waveguide 2 is partially reflected by the grating and returned to the semiconductor laser. Therefore, the semiconductor laser oscillates at a wavelength fixed by the grating period and the refractive index of the substrate.
【００１３】光導波路２はピロ燐酸中でのプロトン交換
により作製した。以下基板への光導波路およびグレーテ
ィング作製方法について図３を用いて説明する。図３
（ａ）でLiTaO3基板１ａにTaを厚み20nm、スパッタ蒸着
した後、通常のフォトプロセスとドライエッチングを用
いてTaをパターニングする。入射テーパ部を形成するた
め、Taによるパターンが形成されたLiTaO3基板の一部を
ピロ燐酸中で260℃、30分間浸し、プロトン交換を行
い、スリット直下に厚み1.2μｍの入射テーパ部となる
プロトン交換層を形成する。その後、420℃の温度で20
分間熱処理する。これにより厚み5μｍの入射テーパ部
が形成される。これにより、半導体レーザとの結合効率
が大幅に改善される。さらに光導波路２を形成するため
に、ピロ燐酸中で260℃、12分間プロトン交換を行い、
スリット直下に厚み0.5μｍのプロトン交換層を形成し
た後、420℃の温度で1分間熱処理する。次に同図（ｂ）
でTa2O5６を膜として30nmの厚みで形成する。次に同図
（ｃ）でフォトリソとドライエッチングを用いてTa2O5
の周期的パターンを形成する。これがグレーティング３
となる。グレーティングの周期は1.9μｍであり、１次
周期0.19μｍの１０倍を用いている。このように周期は
１次周期の整数倍であれば用いることができる。その
後、保護膜となるSiO2５をスパッタにより厚み2μｍ形
成する。この厚みを調整することで半導体レーザの活性
層と高さを一致させている。最後に研磨により入出射面
を形成する。光導波路２の厚みは1.9μｍ、長さは3mmで
ある。また、グレーティングの反射率は10％である。こ
の程度の反射量で充分波長安定化が図れる。The optical waveguide 2 was produced by proton exchange in pyrophosphoric acid. A method of manufacturing an optical waveguide and a grating on a substrate will be described below with reference to FIG. Figure 3
In (a), Ta is sputter-deposited to a thickness of 20 nm on the LiTaO 3 substrate 1a, and then Ta is patterned using a normal photoprocess and dry etching. In order to form the incident taper part, a part of the LiTaO 3 substrate on which the Ta pattern is formed is immersed in pyrophosphoric acid at 260 ° C. for 30 minutes to perform proton exchange to form an incident taper part with a thickness of 1.2 μm just under the slit Form a proton exchange layer. Then, at a temperature of 420 ° C, 20
Heat treat for minutes. As a result, an incident taper portion having a thickness of 5 μm is formed. As a result, the coupling efficiency with the semiconductor laser is significantly improved. Further, in order to form the optical waveguide 2, proton exchange is performed in pyrophosphoric acid at 260 ° C. for 12 minutes,
A proton exchange layer having a thickness of 0.5 μm is formed immediately below the slit, and then heat-treated at a temperature of 420 ° C. for 1 minute. Next, the same figure (b)
Then, Ta 2 O 5 6 is formed as a film with a thickness of 30 nm. Next, in FIG. 2C, Ta 2 O 5 is formed by using photolithography and dry etching.
Form a periodic pattern of. This is grating 3
Becomes The grating period is 1.9 μm, and 10 times the primary period 0.19 μm is used. Thus, the cycle can be used if it is an integral multiple of the primary cycle. After that, SiO 2 5 serving as a protective film is formed to a thickness of 2 μm by sputtering. By adjusting this thickness, the height is matched with the active layer of the semiconductor laser. Finally, the entrance / exit surface is formed by polishing. The optical waveguide 2 has a thickness of 1.9 μm and a length of 3 mm. The reflectance of the grating is 10%. With this amount of reflection, wavelength stabilization can be achieved sufficiently.
【００１４】次に長さ４ｍｍのＳｉサブマウント２０上
に半導体レーザ２１の活性層側を下にしてボンディング
する。リード線を付けて半導体レーザを光らせながら、
光導波路が形成された基板２２を光導波路２から出射す
る光Ｐ１が最大になるところで接着する。以上の工程に
より、コンパクトなレーザ光源が作製できた。Next, bonding is performed on the Si submount 20 having a length of 4 mm with the active layer side of the semiconductor laser 21 facing down. While attaching the lead wire and shining the semiconductor laser,
The substrate 22 on which the optical waveguide is formed is adhered to the substrate where the light P1 emitted from the optical waveguide 2 becomes maximum. Through the above steps, a compact laser light source can be manufactured.
【００１５】図４に作製されたレーザ光源の波長の電流
依存性を示す。従来では、電流の40mAの変化に対して、
波長は5nmも変化しているが、本発明のレーザ光源では
波長変化は見られず非常に安定していた。これによりフ
レネルレンズの焦点位置の変化もなく安定に光情報処理
装置は動作していた。また、フレネルレンズを用いてい
るため小型、軽量化が図れた。FIG. 4 shows the current dependence of the wavelength of the laser light source manufactured. Conventionally, for a 40mA change in current,
Although the wavelength was changed by 5 nm, the laser light source of the present invention showed no change in wavelength and was very stable. As a result, the optical information processing apparatus operates stably without any change in the focal position of the Fresnel lens. Moreover, since a Fresnel lens is used, the size and weight can be reduced.
【００１６】なお、本実施例ではフレネルレンズを３個
使用したが、１個でまかなうこともできる。また、フレ
ネルレンズを用いた他の構成にも適用可能である。In this embodiment, three Fresnel lenses are used, but one Fresnel lens can be used. Further, it can be applied to other configurations using a Fresnel lens.
【００１７】本発明の光情報処理装置の第２の実施例を
説明する。まず、本発明による光情報処理装置の第２の
実施例の構成は実施例１と同様である。この実施例で
は、レーザ光源用光導波路としてLiNbO3基板中にプロト
ン交換を用いて作製したプロトン交換光導波路と変調用
電極を用いたものである。半導体レーザ２１より出射さ
れた光Ｐ１は基板２２に形成されている光導波路２に入
射する。入射した光Ｐ１は光導波路２中を最低次モード
であるＴＭ00モードで伝搬し、グレーティングにより半
導体レーザに一部帰還される。これにより、波長安定化
されたレーザ光Ｐ１は光導波路２より放射され、レーザ
ビームとして使用される。このビームはフレネルレンズ
３５により平行化された後、ビームスプリッター４１を
通過し、フレネルレンズ３６により記録のための媒体で
ある光ディスク４３に照射される。反射光は逆にフレネ
ルレンズ３６によりコリメートされビームスプリッター
４１で反射され、フレネルレンズ３７で集光後、Ｓｉに
よるディテクタ４５で信号が読み取られる。フレネルレ
ンズの材料はプラスチック（屈折率1.48）であり、開口
数（ＮＡ）は０．６である。また、集光スポットサイズ
は１．１μｍであった。ビームは安定であり、これによ
り高密度光情報処理装置が実現できた。A second embodiment of the optical information processing apparatus of the present invention will be described. First, the configuration of the second embodiment of the optical information processing apparatus according to the present invention is the same as that of the first embodiment. In this example, as a laser light source optical waveguide, a proton exchange optical waveguide produced by using proton exchange in a LiNbO 3 substrate and a modulation electrode are used. The light P1 emitted from the semiconductor laser 21 enters the optical waveguide 2 formed on the substrate 22. The incident light P1 propagates in the optical waveguide 2 in the TM 00 mode, which is the lowest order mode, and is partially returned to the semiconductor laser by the grating. As a result, the wavelength-stabilized laser light P1 is emitted from the optical waveguide 2 and used as a laser beam. This beam is collimated by the Fresnel lens 35, passes through the beam splitter 41, and is irradiated by the Fresnel lens 36 onto the optical disk 43 which is a recording medium. On the contrary, the reflected light is collimated by the Fresnel lens 36, reflected by the beam splitter 41, condensed by the Fresnel lens 37, and the signal is read by the detector 45 made of Si. The material of the Fresnel lens is plastic (refractive index 1.48) and the numerical aperture (NA) is 0.6. Further, the focused spot size was 1.1 μm. The beam is stable, which makes it possible to realize a high-density optical information processing device.
【００１８】次に光変調部の構成を図５に示す。図５で
２２は＋Ｚ板（Ｚ軸と垂直に切り出された基板の＋側）
のLiNbO3基板、２は形成された光導波路、３はTa2O5に
よるグレーティング、１０は光Ｐ１の入射部、１２は光
Ｐ１の出射部、１５は光導波路上に形成されたＡｌの電
極である。LiNbO3は電気光学効果が大きく、電界により
屈折率を変えることができる。光導波路をカットオフ厚
み近傍に作製しておくことで、スイッチングつまり変調
が可能である。つまり光導波路に印加する電圧を変化さ
せることで屈折率が低下し、光導波路がカットオフとな
りビームが伝搬できなくなる。光導波路上に＋電圧を印
加し光導波路の横をグランドに落としておくと電気力線
が走り電界がかかる。これにより光導波路の屈折率が低
下し、導波光は基板へ放射モードとして抜けていき、出
射部からは出てこなくなり、これによりスイッチングが
できる。図５で電極幅は4μｍ、電極間隔は5μｍ、厚み
は200nmである。保護膜であるSiO2がないと金属である
電極１５と光導波路２が直接接触し伝搬損失が増加して
しまう。また、この素子の長さは１０ｍｍである。Next, the structure of the light modulator is shown in FIG. In FIG. 5, 22 is a + Z plate (the + side of the substrate cut out perpendicular to the Z axis)
LiNbO 3 substrate, 2 is an optical waveguide formed, 3 is a grating made of Ta 2 O 5 , 10 is an incident part of the light P1, 12 is an emission part of the light P1, and 15 is an Al electrode formed on the optical waveguide. Is. LiNbO 3 has a large electro-optic effect, and its refractive index can be changed by an electric field. By manufacturing the optical waveguide near the cutoff thickness, switching, that is, modulation is possible. That is, the refractive index is lowered by changing the voltage applied to the optical waveguide, the optical waveguide is cut off, and the beam cannot propagate. If a + voltage is applied to the optical waveguide and the side of the optical waveguide is dropped to the ground, the lines of electric force run and an electric field is applied. As a result, the refractive index of the optical waveguide is lowered, the guided light escapes to the substrate as a radiation mode, and does not emerge from the emitting portion, whereby switching can be performed. In FIG. 5, the electrode width is 4 μm, the electrode interval is 5 μm, and the thickness is 200 nm. Without SiO 2 as the protective film, the metal electrode 15 and the optical waveguide 2 are in direct contact with each other, resulting in an increase in propagation loss. The length of this element is 10 mm.
【００１９】図５で光Ｐ１として半導体レーザ光（波長
840nm）を入射部１０より導波させたところシングルモ
ード伝搬し、グレーティング３により帰還され半導体レ
ーザは波長安定化された。電極１５に１０Ｖの電圧を加
えることにより屈折率を１０ -4低下させ、ビームをカッ
トできた。このとき電界は２×１０6Ｖ／ｍである。次
に、この電極にピーク電圧１０Ｖのパルス状変調電圧
（繰り返し２００ｐｓ）を印加した。500MHzの周波数の
変調電圧に対して出力光も追随して応答していた。この
ように電極に変調電圧を印加することで変調出力も得る
ことができる。このように変調時においても半導体レー
ザの発振波長は変わらず安定に記録、再生が可能となっ
ている。In FIG. 5, the semiconductor laser light (wavelength is designated as light P1)
840 nm) was guided from the incident part 10
The semiconductor laser propagates and is returned by the grating 3.
The laser is wavelength stabilized. Apply 10V voltage to electrode 15.
The refractive index of 10 -FourLower the beam and
I was able to At this time, the electric field is 2 × 106V / m. Next
A pulsed modulation voltage with a peak voltage of 10 V
(Repeated 200 ps) was applied. 500MHz frequency
The output light also responded to the modulation voltage. this
Modulated output is also obtained by applying a modulation voltage to the electrodes
be able to. In this way, even during modulation, the semiconductor laser
The oscillation wavelength does not change and stable recording and playback is possible.
ing.
【００２０】なお、本実施例では基板として電気光学効
果の大きなLiNbO3を用いたが他のLiTaO3等の強誘電体材
料も有効である。また、光に対してマルチモード伝搬で
は出力が不安定で実用的ではなく、シングルモードが有
効である。Although LiNbO 3 having a large electro-optic effect is used as the substrate in this embodiment, other ferroelectric materials such as LiTaO 3 are also effective. Moreover, the output is unstable in multimode propagation with respect to light, which is not practical, and the single mode is effective.
【００２１】なお、光入射方法としては直接結合以外に
もレンズを介した構成でも良い。また、Ｓｉをサブマウ
ントとして用いたがＣｕやＣ、等他の熱電導の良い材料
であれば良い。また、実施例では結晶としてLiNbO3およ
びLiTaO3を用いたがKNbO3、ＫＴＰ等の強誘電体、ＭＮ
Ａ等の有機材料、またガラス材料にも適用可能である。As the light incident method, a configuration through a lens may be used instead of direct coupling. Further, although Si is used as the submount, any material having good thermal conductivity such as Cu or C may be used. Although LiNbO 3 and LiTaO 3 are used as crystals in the examples, ferroelectrics such as KNbO 3 and KTP, MN
It is also applicable to organic materials such as A and glass materials.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように本発明の光情報処理
装置によれば、レンズとしてフレネルレンズ、レーザと
して波長の安定したレーザ光源を用いることで小型、軽
量でなおかつ安価な光情報装置を構成することができ
る。また、本発明の光情報処理装置によれば光導波路に
印加される電圧の制御によりレーザ出力の変調を行うこ
とができる。また、変調時においても焦点位置の変動は
ない。As described above, according to the optical information processing apparatus of the present invention, a Fresnel lens is used as a lens, and a laser light source having a stable wavelength is used as a laser, so that a compact, lightweight and inexpensive optical information apparatus is constructed. can do. Further, according to the optical information processing apparatus of the present invention, the laser output can be modulated by controlling the voltage applied to the optical waveguide. Further, the focal position does not change even during modulation.
【００２３】また、本発明の光情報処理装置により波長
安定なレーザ光源を用いることにより、簡単に収差のな
いスポットを安定に得ることができる上に、媒体からの
戻り光にも強く、その実用的効果は極めて大きい。Further, by using a laser light source having a stable wavelength with the optical information processing apparatus of the present invention, a spot without aberration can be easily obtained in a stable manner, and it is also strong against return light from the medium, and its practical use. Effect is extremely large.
【図１】本発明の光情報処理装置の第１の実施例の構成
図FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of an optical information processing apparatus of the present invention.
【図２】本発明の光情報処理装置に用いるレーザ光源の
構成図FIG. 2 is a configuration diagram of a laser light source used in the optical information processing apparatus of the present invention.
【図３】本発明の光情報処理装置に用いるレーザ光源の
製造工程図FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a laser light source used in the optical information processing apparatus of the present invention.
【図４】半導体レーザの駆動電流と発振波長の関係を示
す特性図FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a driving current of a semiconductor laser and an oscillation wavelength.
【図５】本発明の第２の実施例の光情報処理装置に用い
る光変調部の構成図FIG. 5 is a configuration diagram of an optical modulator used in an optical information processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図６】従来の光情報処理装置の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional optical information processing device.
【図７】フレネルレンズの断面図FIG. 7 is a sectional view of a Fresnel lens.
２ 光導波路 ３ グレーティング ４ 入射テーパ部 １５ 電極 ２０ Ｓｉサブマウント ２１ 半導体レーザ ２２ 光導波路が形成された基板 Ｐ１ 光 ３５、３６、３７ フレネルレンズ ４０、４２、４４ レンズ ４１ ビームスプリッター 2 optical waveguide 3 grating 4 incident taper portion 15 electrode 20 Si submount 21 semiconductor laser 22 substrate on which optical waveguide is formed P1 light 35, 36, 37 Fresnel lens 40, 42, 44 lens 41 beam splitter
Claims (5)
ィングが形成された基板と、フレネルレンズとを有し、
前記光導波路中に前記半導体レーザからの光が入射し、
光の一部が前記グレーティングにより半導体レーザに帰
還され、なおかつ光導波路から出射された光がフレネル
レンズを通過した後、媒体に照射される構成となること
を特徴とする光情報処理装置。1. A semiconductor laser, a substrate on which an optical waveguide and a grating are formed, and a Fresnel lens,
Light from the semiconductor laser enters the optical waveguide,
An optical information processing apparatus, wherein a part of light is returned to the semiconductor laser by the grating, and the light emitted from the optical waveguide passes through the Fresnel lens and then is irradiated onto the medium.
ィングおよび光変調部が形成された基板と、フレネルレ
ンズと、ビームスプリッターを有し、前記光導波路中に
前記半導体レーザからの光が入射し、光の一部が前記グ
レーティングにより半導体レーザに帰還され、なおかつ
光導波路から出射された光がレンズおよびビームスプリ
ッターを通過した後、媒体に照射される構成となること
を特徴とする光情報処理装置。2. A semiconductor laser, a substrate on which an optical waveguide, a grating, and an optical modulator are formed, a Fresnel lens, and a beam splitter, and the light from the semiconductor laser is incident on the optical waveguide, An optical information processing apparatus, wherein a part of the light is returned to the semiconductor laser by the grating, and the light emitted from the optical waveguide passes through the lens and the beam splitter and then is irradiated onto the medium.
構成となることを特徴とする請求項２記載の光情報処理
装置。3. The optical information processing apparatus according to claim 2, wherein a modulation voltage is applied to the electrode as the light modulator.
射テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１
または２記載の光情報処理装置。4. An incident taper portion is formed on the side of the optical waveguide facing the semiconductor laser.
Or the optical information processing device according to 2.
ルモード伝搬であることを特徴とする請求項１または２
記載の光情報処理装置。5. The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is a single mode propagation for the semiconductor laser light.
The optical information processing device described.
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